如图甲所示是健身房常用的拉力器设计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起。电压表量程为0~3V,均匀电阻丝MN长为10cm、电阻R1=10Ω,电源电压U=6V,P与R1间的摩擦不计。
(1)R0的作用是____________________________(写出一条即可),当作用在拉环上的力越大时,电压表的示数就越________;
(2)为保证电压表能正常工作,电路中R0至少应为多大_____________?
(3)当拉环不受拉力时,滑片P处于M端,闭合开关后,已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F的关系如图乙所示,若R0=20Ω,通过计算说明,开关S闭合后,当电压表指针指在1V处,作用在拉环上水平向右的拉力为多大_____________?
(4)在保证元件安全的条件下,此拉力器所能承受的拉力范围为多少_____________?
如图是我市新农村建设中一道靓丽的风景——风光互补路灯,“有风无光”风力发电机发电,“有光无风”太阳能电池板发电,二者皆备时同时发电,并日夜蓄能,某型号的该路灯额定功率为50 W,太阳能电池板的面积为1 m2,平均输出功率为100 W。试问:
(1)风力发电机利用风力发电时,是将________能转化为电能。
(2)某“和谐村寨”安装这种“风光互补路灯”100盏,如果每天路灯正常工作10 h,一月(30天)消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的煤所放出的热量?(煤的热值为3.4×107 J/kg)(结果保留一位小数) ________
(3)若太阳能的辐射功率为800 J/(s·m2)(1 s内辐射在1 m2上的太阳能为800 J),则太阳能电池板的光电转化效率为多少?________
(4)从物理学的角度说出这种“风光互补路灯”的优点有哪些?(答两点即可) ________
小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器,替代燃烧木柴的加热方式。小明观测到某日铁皮桶装满水后,经过一天的太阳光照,水温从20 ℃升高到60 ℃。已知铁皮桶的容积为50 L,c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3,问:
(1)太阳能热水器工作过程中是通过________的方式提高水的内能。
(2)当日桶内的水吸收的热量有多大?________
(3)设用燃烧木柴加热,木柴完全燃烧释放热量的28%被桶内水吸收,则当日使用该太阳能热水器可节约多少木柴?(q木柴=1.2×107 J/kg) ________
为了改善能源结构,减少污染物排放,大力发展清洁能源,三门峡市大力发展风电场,在过去闲置的山地、丘陵地带,耸立起高约90米、风叶半径60米、单机容量3 000千瓦,总装机容量200万千瓦的风电场。
(1)风力发电是将________能转化为电能;
(2)总装机容量200万千瓦的风力发电机组同时工作,若每天平均发电10小时,6天向电网输送的能量是多少kW·h?这些电能可供功率为6 000 kW的动车组运行多长时间?_____
(3)火电站燃煤发电的效率是30%,6天内风力发电机组产生的电量相当于燃烧多少吨煤?(煤的热值q=3×107 J/kg) _____
核能利用前景广阔,核电站为缓解我国用电紧张做出了巨大贡献。核电站的工作原理和火电厂相似,都是利用水蒸气推动发电机组发电的。
(1)核能是________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)某核电站中的一台发电机组发电功率为100万千瓦,则该发电机组30天发电多少 kW·h____?(1天工作24 h)
(3)若产生的电能用热电转化效率为30%的火力发电厂发电,需要完全燃烧多少煤____?若1 t煤产生30 kg粉尘,燃烧这些煤会产生多少粉尘____?(q煤=3.0×107 J/kg)
为欢迎“有朋自远方来”,张家界建成天门山穿山自动扶梯,整个电梯全在悬崖峭壁的山体隧道内运行。梯级运行总长度为1 000 米,提升高度400米,拥有客流吞吐量72 000 人/天的输送能力,下表是一台自动扶梯的一些参数。
额定电压U/V | 380 |
电功率P/kW | 4(空载)—20(满载) |
运行速度v/(m/s) | 0.5 |
电动机的内阻R/Ω | 2 |
(1)扶梯自始至终匀速运行,扶梯从底端运行到顶端时间是多少?
(2)一个质量为50 kg的游客站在扶梯上,双脚与扶梯的接触面积为400 cm2,他对扶梯的压强多大?
(3)自动扶梯在额定电压下以19 kW的电功率连续运行40分钟,将一批游客送上山顶,该自动扶梯消耗多少焦的电能?电动机产生多少热量?电动机的效率是多少?